Jumlah atom

Berapakah jumlah atom?

Dia Jumlah atom Ia adalah nilai relatif yang menunjukkan hubungan antara jisim molar unsur dan ketumpatannya. Kemudian, jumlah ini bergantung pada ketumpatan elemen, dan ketumpatan bergantung pada fasa dan bagaimana atom diperintahkan dalam hal ini.

Supaya isipadu atom untuk elemen z tidak sama dalam fasa lain yang berbeza daripada yang dipamerkan pada suhu bilik (cecair, pepejal atau gas), atau ketika ia adalah sebahagian dari sebatian tertentu. Oleh itu, isipadu atom z dalam sebatian zb berbeza dari z dalam sebatian zb.

Kerana? Untuk memahaminya, perlu membandingkan atom dengan, sebagai contoh, beberapa kelereng. Kelereng mempunyai sempadan material mereka yang sangat jelas, yang diperhatikan terima kasih kepada permukaan cemerlang mereka. Sebaliknya, sempadan atom tersebar, walaupun mereka dapat dianggap jauh dari sfera.

Oleh itu, apa yang menentukan titik di luar sempadan atom adalah kebarangkalian tidak sah mencari elektron, dan titik ini mungkin lebih jauh atau lebih dekat dengan nukleus bergantung kepada berapa banyak atom jiran berinteraksi di sekitar atom sebagai pertimbangan.

Jumlah dan radio atom

Apabila berinteraksi dua atom H dalam molekul H₂, Kedudukan nukleus mereka ditakrifkan serta jarak di antara mereka (jarak internuclear). Jika kedua -dua atom adalah sfera, jejari adalah jarak antara nukleus dan sempadan meresap:

Dalam imej yang unggul, dapat dilihat bagaimana kebarangkalian mencari elektron berkurangan ketika ia bergerak dari nukleus. Membahagikan dengan dua jarak internuclear, jejari atom diperolehi. Kemudian, dengan menganggap geometri sfera untuk atom, formula digunakan untuk mengira jumlah sfera:

V = (4/3) (pi) r³

Dalam ungkapan ini r ialah jejari atom yang ditentukan untuk molekul h₂. Nilai V yang dikira dengan kaedah yang tepat ini boleh berubah jika, sebagai contoh, h dianggap₂ dalam keadaan cecair atau logam. Walau bagaimanapun, kaedah ini sangat tidak tepat kerana bentuk atom sangat jauh dari bidang yang ideal dalam interaksi mereka.

Untuk menentukan jumlah atom dalam pepejal, banyak pembolehubah mengenai susunan itu diambil kira, dan yang diperolehi oleh kajian difraksi x.

Formula tambahan

Jisim molar menyatakan jumlah bahan yang mempunyai tahi lalat atom elemen kimia.

Unitnya adalah g/mol. Sebaliknya, ketumpatan adalah jumlah yang menduduki gram elemen: g/ml. Kerana unit isipadu atom adalah ml/mol, anda perlu bermain dengan pembolehubah untuk mencapai unit yang dikehendaki:

• (g/mol) (ml/g) = ml/mol

Atau apa yang sama:

• (Jisim molar) (1/d) = v
• (Jisim molar/d) = v

Oleh itu, jumlah tahi lalat atom elemen dapat dengan mudah dikira; sementara dengan formula volum sfera jumlah atom individu dikira.

Untuk mencapai nilai ini dari yang pertama, penukaran diperlukan melalui nombor Avogadro (6.02 · 10^-23).

Bagaimana bervariasi jumlah atom dalam jadual berkala?

Sekiranya atom dianggap sfera, maka variasi mereka akan sama yang diperhatikan dalam radio atom. Dalam imej yang unggul, yang menunjukkan unsur -unsur wakil, digambarkan bahawa dari kanan ke meninggalkan kerdil atom; Sebaliknya, dari atas ke bawah ini menjadi lebih besar.

Ini kerana dalam tempoh yang sama teras menggabungkan proton kerana ia bergerak ke kanan. Proton ini memberi daya tarikan pada elektron luaran, yang merasakan beban nuklear yang berkesan z_Ef, kecil daripada beban nuklear sebenar z.

Elektron lapisan dalaman menangkis lapisan luar, mengurangkan kesan teras pada mereka; Ini dikenali sebagai kesan skrin. Dalam tempoh yang sama, kesan skrin gagal mengatasi peningkatan bilangan proton, supaya elektron lapisan dalaman tidak menghalang penguncupan atom.

Walau bagaimanapun, apabila turun dalam kumpulan, tahap tenaga baru diaktifkan, yang membolehkan elektron mengorbit teras. Begitu juga, bilangan elektron dalam lapisan dalaman meningkat, yang kesan perisai mula berkurangan jika nukleus menambah proton lagi.

Atas sebab -sebab ini dihargai bahawa Kumpulan 1A mempunyai atom yang paling besar, tidak seperti atom kecil kumpulan 8a (atau 18), gas mulia.

Jumlah logam peralihan atom

Atom logam peralihan menggabungkan elektron ke dalam orbital dalaman d. Peningkatan ini dalam kesan skrin dan, serta beban nuklear sebenar z, hampir sama sekali dibatalkan, jadi atom mereka mengekalkan saiz yang sama dalam tempoh yang sama.

Dengan kata lain: Dalam tempoh, logam peralihan mempamerkan jumlah atom yang serupa. Walau bagaimanapun, perbezaan kecil ini sangat signifikan apabila menentukan kristal logam (seolah -olah mereka adalah kelereng logam).

Contoh kelantangan atom

Dua formula matematik tersedia untuk mengira jumlah atom satu elemen, masing -masing dengan contohnya yang sepadan.

Contoh 1

Memandangkan AtomoGrogen -37 pm (1 picometer = 10^-12m) -dan cesium -265 pm-, hitung jumlah atom anda.

Menggunakan formula volum sfera, anda mempunyai:

V_H= (4/3) (3.14) (37 petang)³= 212.07 pm³

V_Cs= (4/3) (3.14) (265 petang)³= 77912297.67 pm³

Walau bagaimanapun, jumlah ini yang dinyatakan dalam picometer adalah terlalu tinggi, jadi mereka berubah menjadi unit angstroms, mengalikannya dengan faktor penukaran (1Å/100pm)³:

(212.07 pm³) (1å/100pm)³= 2,1207 × 10^-4 Ke³

(77912297.67 pm³) (1å/100pm)³= 77,912 ų

Oleh itu, perbezaan saiz antara atom H kecil dan atom besar Cs dibuktikan secara berangka. Perlu mengambil kira bahawa pengiraan ini tidak lebih daripada anggaran di bawah pernyataan bahawa atom benar -benar sfera, yang membubarkan realiti.

Contoh 2

Ketumpatan emas tulen adalah 19.32 g/ml dan jisim molarnya adalah 196.97 g/mol. Memohon formula M/D untuk mengira jumlah tahi lalat atom emas, yang berikut adalah:

V_Au= (196.97 g/mol)/(19.32 g/ml) = 10.19 ml/mol

Iaitu, 1 mol atom emas menduduki 10.19 ml, tetapi jumlahnya menduduki atom emas khusus? Dan bagaimana untuk menyatakannya dalam unit PM³? Untuk ini, hanya gunakan faktor penukaran berikut:

(10.19 ml/mol) · (mol/6.02 · 10^-23 atom) · (1 m/100 cm)³· (1 petang/10^-12m)³= 16.92 · 10⁶ p.m³

Sebaliknya, jejari atom emas adalah 166 petang. Jika kedua -dua jilid dibandingkan - yang diperolehi dengan kaedah sebelumnya dan yang dikira dengan formula jumlah sfera - ia akan didapati bahawa mereka tidak mempunyai nilai yang sama:

V_Au= (4/3) (3.14) (166 petang)³= 19,15 · 10⁶ p.m³

Yang mana kedua -duanya lebih dekat dengan nilai yang diterima? Yang paling dekat dengan hasil eksperimen yang diperolehi oleh pembahagian x -ray struktur kristal emas.